Способ переработки тяжелого углеводородного сырья

Авторы патента:

C10G9/16 - предотвращение образования или устранение твердой корки (нагаров)

Владельцы патента RU 2413752:

Курочкин Андрей Владиславович (RU)
Набиулин Галей Нигаматулович (RU)

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для переработки тяжелого углеводородного сырья, нефти, остаточного нефтяного сырья, нефтеконцетратов, выделенных из нефтесодержащих отходов. Способ предусматривает обработку сырья плотностью выше 870 кг/м³, предварительное нагревание и разделение на бензинодизельные пары и остаточную тяжелую фракцию. Бензинодизельные пары направляют на фракционирование с выделением газообразного и жидких светлых продуктов и тяжелой дистиллятной фракции. Остаточную тяжелую фракцию подвергают термолизу, пары термолиза подают на фракционирование, а остаток термолиза выводят. Тяжелую дистиллятную фракцию нагревают до 440-500°С, затем разделяют на паровую фазу и жидкий остаток, последний смешивают с остаточной тяжелой фракцией, предварительно нагретой до 380-420°С. Полученную смесь подвергают термолизу в многосекционном реакторе. Паровую фазу направляют в реактор посекционно для поддержания температуры термолиза. Давление в реакторе снижают посекционно. Остаток термолиза выводят в качестве топочного мазута, или битумного сырья, или пека. Изобретение позволяет без применения каталитического процесса перерабатывать различные виды тяжелого углеродного сырья и получать из него больше светлых продуктов. 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности и может быть использовано для переработки тяжелого углеводородного сырья, включая газовые конденсаты, нефти, остаточное нефтяное сырье, нефтеконцетраты, выделенные из нефтесодержащих отходов.

Известен способ переработки тяжелого углеводородного сырья с получением битума путем висбрекинга прямогонных нефтяных остатков с последующей атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, выделением битума в виде остатка, при этом в качестве прямогонных нефтяных остатков используют мазут в смеси с тяжелой газойлевой фракцией 360-480°С, выделяемой атмосферной перегонкой продуктов висбрекинга, при их соотношении 1:0,05-0,6, а продукты висбрекинга подают в испаритель, где отгоняют парообразные продукты висбрекинга при температуре 380-490°С, давлении 0,05-1,5 МПа и времени отгонки 10-120 минут, с последующей их атмосферной перегонкой с разделением на бензиновую и дизельные фракции и выделением из испарителя в качестве битума остатка, выкипающего выше 370°С.[Патент РФ №2194737, кл. С10С 3/06, опубл. 2002.12.20].

Недостатком способа является незначительная степень превращения сырья вследствие падения температуры процесса за счет поглощения тепла при отгонке парообразных продуктов.

Наиболее близким к заявляемому является способ переработки тяжелого углеводородного сырья "Висбрекинг-ТЕРМАКАТ", заключающийся в том, что исходное сырье плотностью выше 870 кг/м³предварительно нагревают до 320-380°С [А.К.Курочкин, А.В.Курочкин. «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ» - базовый процесс для современных НПЗ глубокой переработки нефти // Экспозиция Нефть и Газ, июль 2008 г., 3Н(64), с.47] и разделяют в сепараторе на бензинодизельные пары и остаточную тяжелую фракцию, при этом бензинодизельные пары направляют на фракционирование с выделением газообразного и жидких светлых продуктов и тяжелой дистиллятной фракции. Выделенную тяжелую дистиллятную фракцию смешивают с остаточной тяжелой фракцией, полученную смесь продуктов нагревают в печи нагрева до 420-440°С [А.К.Курочкин, А.В.Курочкин. «Висбрекинг-ТЕРМАКАТ» - базовый процесс для современных НПЗ глубокой переработки нефти // Экспозиция Нефть и Газ, июль 2008 г., 3Н(64), с.47] и подвергают термолизу, при этом пары термолиза подают на фракционирование, а остаток термолиза выводят в качестве котельного топлива (топочного мазута) или битума.

Для восполнения потерь тепловой энергии при термолизе и уменьшения снижения температуры процесса используется кавитационно-акустическая обработка реакционной массы [«Нефтегазовая вертикаль» Переработка, Химия, Маркетинг, №11, 2009 г., с.54-55].

Недостатками способа являются:

- недостаточно высокий отбор жидких светлых продуктов вследствие того, что из тяжелой дистиллятной фракции не полностью извлекают жидкие светлые продукты;

- неполный отбор светлых продуктов вследствие того, что невозможно в полной мере компенсировать потери тепла при термолизе за счет кавитационно-акустической обработки;

- опасность закоксовывания змеевика печи нагрева из-за необходимости нагрева остаточной тяжелой фракции до высоких температур (420-440°С),

- большие затраты электроэнергии вследствие использования кавитационно-акустических насосов, использование которых создает повышенную промышленную опасность и неустранимое шумовое загрязнение окружающей среды высокочастотным акустическим излучением.

Задача изобретения - увеличение отбора жидких светлых продуктов, снижение энергетических затрат на проведение процесса и снижение опасности закоксовывания змеевика печи нагрева остаточной тяжелой фракции.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа:

- увеличение отбора жидких светлых продуктов за счет раздельного нагрева тяжелой дистиллятной фракции, не склонной к коксованию, до более высоких температур (440-500°С), а также за счет подачи в секции реактора термолиза горячих паров, выделенных из нагретой тяжелой дистиллятной фракции;

- исключение опасности закоксовывания змеевика печи нагрева легко коксующейся остаточной тяжелой фракции за счет понижения ее температуры с 420-440°С, по сравнению с прототипом, до 380-420°С;

- снижение энергетических затрат, повышение промышленной безопасности, исключение шумового загрязнения окружающей среды вследствие проведения процесса без применения кавитационно-акустических насосов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки тяжелого углеводородного сырья, при котором исходное сырье плотностью выше 870 кг/м³ предварительно нагревают и разделяют на бензинодизельные пары и остаточную тяжелую фракцию, при этом бензинодизельные пары направляют на фракционирование с выделением газообразного и жидких светлых продуктов и тяжелой дистиллятной фракции, остаточную тяжелую фракцию подвергают термолизу, пары термолиза подают на фракционирование, а остаток термолиза выводят, согласно изобретению тяжелую дистиллятную фракцию нагревают до 440-500°С, затем разделяют на паровую фазу и жидкий остаток, последний смешивают с остаточной тяжелой фракцией, предварительно нагретой до 380-420°С, полученную смесь подвергают термолизу в многосекционном реакторе, при этом паровую фазу направляют в реактор посекционно для поддержания температуры термолиза, а давление в реакторе снижают посекционно, а остаток термолиза выводят в качестве топочного мазута, или битумного сырья, или пека.

В заявляемом способе нагрев тяжелой дистиллятной фракции до 440-500°С обеспечивает увеличение отбора жидких светлых продуктов;

Разделение нагретой тяжелой дистиллятной фракции на паровую фазу и жидкий остаток дает возможность использовать паровую фазу в качестве теплового агента для поддержания температуры термолиза.

Смешение жидкого остатка с предварительно нагретой остаточной тяжелой фракцией обеспечивает нагрев смеси до необходимой температуры термолиза.

Проведение термолиза полученной смеси в многосекционном реакторе термолиза при посекционном понижении давления способствует наиболее полному отбору паров термолиза, содержащих жидкие светлые продукты, не допуская при этом закоксовывания реактора.

Способ осуществляют следующим образом (схема процесса изображена на чертеже).

Тяжелое углеводородное сырье, например обессоленную и обезвоженную тяжелую нефть (I) плотностью выше 870 кг/м³, подогревают продуктами процесса в группе теплообменников 1 (на схеме показан один), разделяют в сепараторе 2 на бензинодизельные пары (II) и остаточную тяжелую фракцию (III). Бензинодизельные пары направляют на фракционирование в ректификационную колонну 3, в которой выделяются газообразный (IV) и жидкие светлые продукты (на схеме условно показан один (V) и тяжелая дистиллятная фракция (VI), последнюю нагревают в печи нагрева 4 до 440-500°С, затем разделяют в сепараторе 5 на паровую фазу тяжелой дистиллятной фракции (VII) и жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции (VIII). Последний смешивают с предварительно нагретой до 380-420°С в печи 6 остаточной тяжелой фракцией (III). Полученную смесь подвергают термолизу в многосекционном реакторе 7. На каждой из секций последовательно снижают давление. Образовавшиеся пары термолиза (IX) направляют на фракционирование в ректификационную колонну 3, а жидкую фазу перепускают на следующую секцию реактора. Паровую фазу тяжелой дистиллятной фракции (VII) направляют посекционно в реактор 7 для поддержания температуры термолиза в каждой секции. Давление в реакторе снижают посекционно

Остаток термолиза выводят в качестве топочного мазута, или битумного сырья, или пека (X).

Примеры осуществления способа.

Пример 1.

Подготовленную (обессоленную и обезвоженную) нефть TAWKE, Иран (плотность 930 кг/м³, содержание серы 3,0 мас.%) подвергают термолизу по заявляемому способу при температуре 420°С, нагревая тяжелый сырьевой остаток до 400°С, предварительно отогнав бензинодизельные фракции с температурой выкипания <300°С, а жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции - до 450°С, и получают: газообразные продукты - 3,7%, бензиновую фракцию н.к. - 180°С - 13%, дизельную фракцию 180-360°С - 65%, пек с температурой размягчения 145°С - остальное. Закоксовывания змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой дистиллятной фракции не наблюдалось.

Пример 2.

Нефтеконцентрат, выделенный из смеси 1:1 масс. отработанных масел авторемонтного предприятия фирмы Шелл и резервуарных нефтешламов (морской порт Хельсинки) (плотность 910 кг/м³, содержание серы 0,4 мас.%) подвергают термолизу по заявляемому способу при температуре 420°С, нагревая тяжелый сырьевой остаток до 380°С, предварительно отогнав легкие фракции с температурой выкипания <290°С, а жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции - до 440°С, и получают: газообразные продукты - 3,0%, бензиновую фракцию н.к. - 180°С - 9,0%, дизельную фракцию 180-360°С - 47%, мазут марки М-100 - остальное. Закоксовывания змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой дистиллятной фракции не наблюдалось.

Пример 3.

Прямогонный мазут производства Сургутского ЗСК (плотность 885 кг/м³, содержанием серы 0,8 мас.%) подвергают термолизу по заявляемому способу при температуре 440°С, предварительно отогнав легкие фракции с температурой выкипания <320°С, нагревая тяжелый сырьевой остаток до 430°С, а жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции - до 480°С, и получают: газообразные продукты - 4,5%, бензиновую фракцию н.к. - 180°С - 14,5%, дизельную фракцию 180-360°С - 74,5%, мазут марки М-100 - остальное. Закоксовывания змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой дистиллятной фракции не наблюдалось.

Пример 4.

Подготовленную (обессоленную и обезвоженную) нефть месторождения Русское, Россия (плотность 942 кг/м³, содержание серы 0,5 мас.%) подвергают термолизу по заявляемому способу при температуре 430°С, нагревая тяжелый сырьевой остаток до 400°С, предварительно отогнав бензинодизельные фракции с температурой выкипания <320°С, а жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции - до 460°С, получают: газообразные продукты - 4,0%, бензиновую фракцию н.к. - 180°С - 9,5%, дизельную фракцию 180-360°С - 58,5%, битумное сырье марки БСВК - остальное. Закоксовывания оборудования не наблюдалось. Закоксовывания змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой дистиллятной фракции не наблюдалось.

Пример 5.

Подготовленную (обессоленную и обезвоженную) нефть месторождения Русское, Россия (плотность 942 кг/м³, содержание серы 0,5 мас.%) подвергают термолизу по прототипу при температуре 430°С, предварительно отогнав бензинодизельные фракции с температурой выкипания <320°С, а жидкий остаток тяжелой дистиллятной фракции - до 460°С, получают: газообразные продукты - 3,8%, бензиновую фракцию н.к. - 180°С - 9,2%, дизельную фракцию 180-360°С - 51,0%, битумное сырье марки БСВК - остальное. Закоксовывания змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой дистиллятной фракции не наблюдалось.

Результаты примеров сведены в таблицу.

Таблица
Показатели	Примеры
1	2	3	4	5
Сырье:	По предлагаемому способу	По прототипу
Нефть TAWKE, Иран	Нефтекон-центрат	Мазут Сургутского ЗСК	Нефть месторождения Русское, Россия
Плотность, кг/м³	930	910	885	942
Содержание серы, мас.%	3	0,4	0,8	0,5
Температура термолиза, °С	420	420	440	430	430
Температура нагрева остаточной тяжелой фракции, °С	400	380	430	400
Температура нагрева тяжелой дистиллятной фракции, °С	450	440	480	460	Нет
Выход продуктов, % (сырье 100%)
Газообразные продукты	3,7	3,0	4,5	4,0	3.8
Бензиновая фракция н.к. - 180°С	13,0	9,0	14,5	8,5	9,2
Дизельная фракция 180-360°С	62,0	47.0	76,5	58.5	51,0
Битум или битумное сырье	Нет	Нет	Нет	Остальное
Мазут М-100	Нет	Остальное	Остальное	Нет	Нет
Пек	Остальное	Нет	Нет	Нет	Нет
Закоксование змеевиков печи нагрева остаточной тяжелой фракции	Не наблюдалась

Таким образом, из результатов, представленных в таблице, видно, что предлагаемый способ позволяет перерабатывать различные виды тяжелого углеводородного сырья, а также получать из него больше жидких светлых продуктов, чем по прототипу. Содержание серы не оказывает существенного влияния на выход светлых продуктов.

Предлагаемый способ переработки тяжелого углеводородного сырья находит промышленное применение на многих нефтеперерабатывающих предприятиях как в РФ, так и за рубежом.

Способ переработки тяжелого углеводородного сырья, заключающийся в том, что исходное сырье плотностью выше 870 кг/м³ предварительно нагревают и разделяют на бензинодизельные пары и остаточную тяжелую фракцию, при этом бензинодизельные пары направляют на фракционирование с выделением газообразного и жидких светлых продуктов и тяжелой дистиллятной фракции, остаточную тяжелую фракцию подвергают термолизу, пары термолиза подают на фракционирование, а остаток термолиза выводят, отличающийся тем, что тяжелую дистиллятную фракцию нагревают до 440-500°С, затем разделяют на паровую фазу и жидкий остаток, последний смешивают с остаточной тяжелой фракцией, предварительно нагретой до 380-420°С, полученную смесь подвергают термолизу в многосекционном реакторе, при этом паровую фазу направляют в реактор посекционно для поддержания температуры термолиза, давление в реакторе снижают посекционно, а остаток термолиза выводят в качестве топочного мазута, или битумного сырья, или пека.

Изобретение относится к устройствам для очистки змеевика печи от коксоотложений при помощи скреперов и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Способ очистки змеевика печи от коксоотложений, устройство для очистки (варианты) и установка для осуществления способа // 2358003

Способ защиты аппаратов от закоксовывания // 2333237

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности, в частности, к способам защиты аппаратов от закоксовывания в процессах термической переработки тяжелого углеводородного сырья.

Установка для проведения термодеструкции нефтяных остатков (варианты) // 2318859

Способ, по меньшей мере, частичного удаления содержащих углерод осадков в теплообменнике // 2303049

Изобретение относится к способу и устройству для удаления, по меньшей мере частичного, углеродсодержащих осадков из теплообменника. .

Способ предотвращения загрязнения и коррозии, вызванной хлоридом аммония в процессах переработки сырой нефти и в нефтехимических процессах // 2279464

Изобретение относится к способу предотвращения загрязнения и коррозии, вызванной хлоридом аммония в процессах переработки сырой нефти и в нефтехимических процессах.

Способ регулирования состава нефтяного крекингового сырья // 2263704

Изобретение относится к области нефтепереработки и может быть использовано для регулирования состава нефтяного крекингового сырья. .

Способ получения низших олефинов и ароматических углеводородов // 2263132

Композиции для подавления коксообразования в печах для проведения термического крекинга // 2258731

Способ удаления кокса и ингибирования коксообразования в печах пиролиза и устройство для его осуществления // 2222570

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к производству этилена и пропилена термическим пиролизом углеводородов, конкретно - к ингибированию коксообразования в трубчатых печах пиролиза и удалению отложений кокса, образующихся при пиролизе.

Способ селективного и/или неселективного испарения и/или разложения, в частности, углеводородных соединений и устройство для осуществления такого способа // 2122457

Изобретение относится к способу селективного и/или неселективного испарения и/или разложения, в частности, углеводородных соединений в жидкой форме. .

Способ подготовки дистиллятного сырья для производства кокса // 1673590

Изобретение относится к способу подготовки дистиллятного сырья для производства кокса и позволяет повысить выход сырья для производства кокса. .

Способ получения низших олефинов // 1189871

Способ получения сырья для производства нефтяного электродного кокса // 1086005

Способ переработки сырья, включающего нафту, и установка для его осуществления // 2412927

Изобретение относится к способу переработки нефтехимического сырья, включающего нафту, содержащую углеводороды от С5 до С9+, в котором осуществляют каталитический крекинг исходного сырья, содержащего тяжелые углеводороды с образованием потока сырья, включающего нафту, посредством контакта потока исходного сырья тяжелых углеводородов с катализатором крекинга углеводородов в реакционной зоне с псевдоожиженным слоем с получением выходящего потока ряда углеводородных продуктов, включающих легкие олефины; ввод сырья, включающего нафту, содержащую углеводороды от С5 до С9+, в разделительную колонну с разделительной перегородкой и разделение указанного сырья на легкую фракцию, включающую соединения, содержащие от пяти до шести атомов углерода, промежуточную фракцию с соединениями, содержащими от семи до восьми атомов углерода, и тяжелую фракцию с соединениями, содержащими более восьми атомов углерода, и крекинг, по меньшей мере, части соединений легкой фракции, содержащих от пяти до шести атомов углерода с образованием выходящего потока крекированных олефинов, включающих олефины С2 и С 3.

Способ усовершенствованного получения олефинов // 2405022

Способ разделения алкилата, полученного при алкилировании бензола -олефинами фракции c12-c14 в присутствии катализатора // 2393142

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам разделения трудноразделимых смесей, содержащих моноалкилбензол и полиалкилбензол, и может быть использовано в технологиях основного органического синтеза.

Способ переработки отходов производства изопрена // 2343140

Изобретение относится к способу переработки отходов производства изопрена из 4,4-диметил-1,3-диоксана, заключающемуся в разделении ректификацией высококипящих побочных продуктов, образующихся при синтезе 4,4-диметил-1,3-диоксана из изобутилена и формальдегида в присутствии кислотного катализатора, выделенных из масляного и водного слоев и являющихся кубовым остатком ректификации 4,4-диметил-1,3-диоксана, используемого для получения изопрена разложением на кальцийфосфатном катализаторе, включающему предварительное удаление под вакуумом из высококипящих побочных продуктов в первой колонне легкокипящей широкой фракции углеводородов и последующую отгонку углеводородов из оставшегося кубового продукта первой колонны в процессе его обработки острым водяным паром и характеризующемуся тем, что отгонку легкокипящей широкой фракции углеводородов в первой колонне проводят при остаточном давлении 0,00065-0,0055 МПа в верхней части колонны с выдерживанием температуры вспышки оставшегося в первой колонне кубового продукта в пределах 115-130°С путем изменения температуры в кубовой части первой колонны в интервале 165-185°С, кубовый продукт первой колонны направляют во вторую колонну на перегонку с острым водяным паром, причем массовое соотношение водяной пар:углеводороды выдерживают 2,5-4,0:1,0 при избыточном давлении во второй колонне 0,01-0,03 МПа, первый готовый продукт - оксаль выводят из второй колонны с температурой вспышки 180-210°С, отогнанные из верхней части второй колонны пары углеводородов и воды после конденсации подают в третью колонну и при избыточном давлении в верхней части колонны 0,05-0,07 МПа погон колонны, состоящий в основном из водяных паров, возвращают в верхнюю часть второй колонны, избыток после конденсации подают на биологическую очистку, полученные в кубовой части третьей колонны диоксановые спирты - оксанол выводят в виде второго готового продукта.

Способ десульфуризации // 2325424

Изобретение относится к усовершенствованному способу отделения потока, содержащего пропан и/или бутаны, от исходных углеводородов, содержащих примеси алкилмеркаптанов, путем фракционной дистилляции с получением жидкой фазы и отделенного потока из головной части колонны при таком давлении, что отделенный поток из головной части колонны, содержащий указанный пропан и/или бутаны, находится при температуре в пределах от 50 до 100°С, включающему (i) введение в указанные исходные углеводороды количества кислорода, достаточного для окисления меркаптанов в них, (ii) проведение фракционной дистилляции полученной смеси в колонне, содержащей, по меньшей мере, один слой катализатора, который окисляет меркаптаны до соединений серы с более высокими температурами кипения, и (iii) отделение соединений серы с более высокими температурами кипения в виде части жидкой фазы дистилляции.

Способ переработки сырого 1,3-бутадиена // 2318791

Способ получения стирола // 2292327

Изобретение относится к области каталитических процессов, а именно получению стирола каталитическим дегидрированием этилбензола, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.